蠶絲是天然蛋白質纖維的一種,按蠶的品種分,蠶絲有桑蠶絲、柞蠶絲、蓖麻蠶絲和木薯蠶絲等。生絲及其織物(稱為坯綢)中含有大量的絲膠雜質,其中大部分是纖維材料本身固有的絲膠(約20%~30%)及油蠟、灰分、色素等。另外還有在織綢時加上的漿料,為識別捻向施加的著色染料以及操作、運輸過程中沾上的各種油污等。這些天然和人為雜質的存在,不僅有損于絲織物固有的優良品質,影響服用價值,而且使織物很難被染化料溶液潤濕和滲透,妨礙染整加工。因而除特殊品種外生絲及其織物都必須經過精練加工以除去雜質,為后加工提供合格的半制品或直接得到練白產品,這一加工過程稱為精練。由于絲織物精練目的主要是去除絲膠,隨著絲膠的去除,附著在絲膠上的雜質也一并除去。因此,絲織物的精練又稱脫膠。
1.脫膠的原理
蠶絲主要是由絲素和絲膠組成,它們都是蛋白質,基本組成單位都是α—氨基酸,具有親水性和兩性性質。但是,由于組成氨基酸的種類、含量不等,使絲膠和絲素分子構型和形態結構有著很大的差別。絲膠蛋白質中所含羥基氨基酸(絲氨酸、蘇氨酸)、酸性氨基酸(天門冬氨酸、谷氨酸)及堿性氨基酸(軟氨酸、精氨酸)的數量遠比絲素中多,這些氨基酸都帶有極性較強的親水性基團,使絲膠分于排列紊亂松散,呈球狀粒子。而絲素蛋白質則明顯的纖維化,分子鏈間相互接近,形成結晶性的整列區域。
絲膠和絲素在組成和結構上的差異,導致了二者在性質方面的不同:絲膠則能在水中,尤其是在近沸點溫度的水中膨化、溶解,絲素在水中不能溶解。當有適當的助劑如酸、堿、酶等存在的情況下,絲膠就更容易被分解,而絲素則顯示出相當的穩定性。蠶絲及其織物的精練,實質上就是利用絲素和絲膠這種結構上的差異以及對化學藥劑穩定性不同的特性,在其它助劑的作用下除去絲膠及其它雜質,以獲得具有較好光澤,手感柔軟,白度純正,滲透性好的產品。利用酸、堿、酶等進行處理,均能達到脫膠目的。<
桑蠶絲織物脫膠設備目前采用的有:精練槽、半幅連續精練機、星形架精練等。由于精練槽工藝成熟,仍為絕大多數廠家加工的主要設備。
(1)精練槽的結構和精練工藝
精練槽是用不銹鋼板制成的長方形桶,槽口有較寬的沿口便于擱置掛桿,槽寬一般在120cm左右,槽深視織物的門幅而定。長度根據所需容積和允許占地面積而定,一般約為220cm。
目前常用精練槽容量有3200L、4000L、4600L等幾種。在精練槽底部布有直接加熱蒸汽管,和多孔不銹鋼板。
按照工藝操作要求,精練槽排列一般為7~9只直排,在精練槽上方還裝有電動吊車,用以升降織物和移動織物到下一槽處理。精練槽結構簡單,操作亦較方便,目前仍為各廠家所使用。
以精練槽為主要設備加工桑蠶絲織物的脫膠方法常見有皂一堿法、合成洗滌劑一堿法及酶脫膠法。
①皂一堿法 皂堿法以肥皂作為主精練劑,并添加適量純堿、磷酸三鈉、硅酸鈉等堿劑作為助練劑。為了去除色素,提高織物白度,還可使用少量保險粉或過氧化氫等作為漂白劑。采用皂—堿法精練后的絲織物,手感良好且具有柔和的光澤。皂—堿法工藝流程主要包括:精練前準備→預處理→初練→復練→練后處理。
預處理一般用0.5~1.5g/L,浴比1:40~50的堿液浸漬坯綢,溶液溫度80~85℃,浸漬時間45~60min。預先使絲膠溶脹,有助于均勻脫膠和縮短精練時間。
初精是精練的主要過程,需要較多的精練劑和較長的時間。初練溶液濃度為:肥皂7~9 g/L,硅酸鈉1~2 g/L,純堿0.3~0.6 g/L,保險粉0.3~0.4 g/L,浴比1:40~50,溫度98~100℃,時間80~100min。
復練的作用在于去除初練后仍殘留在織物上的絲膠和其它污物。復練時所用的精練劑與初練基本相同,肥皂用量為初練用量的一半,助練劑的用量與初練相同。織物經
練后處理包括水洗、脫水和烘干。
②合成洗滌劑一堿法 合成洗滌劑—堿法脫膠是以合成洗滌劑為主練劑,代替了皂—堿法中初、復練所用的肥皂。工藝流程、工藝條件和操作方法均與皂—堿法基本相同。
脫膠用表面活性劑,要求具有良好的潤濕、滲透性能和較強的乳化、分散、去污能力,以提高脫膠效率,使綢面潔凈,同時應耐堿和耐高溫,以防在加工過程中表面活性劑受到破壞而失去效力。一般采用陰離子型和非離子型兩類。常用于精練的洗滌劑有:雷米邦A、洗滌劑209、凈洗劑LS、分散劑WA、滲透劑JFC等。
③酶—合成洗滌劑法 酶是一類由生物體產生,并可脫離生物體而獨立存在的具有特殊催化作用的蛋白質,又稱生物催化劑。由于酶的催化作用具有高度專一性,對纖維上其它雜質的去除率很小。因此,常和肥皂或合成洗滌劑合用,以進一步提高精練效果。酶—合成洗滌劑是目前常用的方法。
酶精練的工藝流程為:前準備→預處理→酶脫膠→精練→練后處理。
酶精練的預處理比皂堿的預處理更為重要。這是因為酶練的溫度遠比皂堿精練的溫度低,不利于絲膠的溶脹,所以必須預先使絲膠充分溶脹,才能在酶脫膠時使蛋白酶與絲膠均勻而迅速地作用。
預處理一般使用1~2 g/L的純堿溶液,在95~98℃溫度下,處理坯綢30min。預處理練液的pH值由堿劑(硅酸鈉、碳酸鈉)來調節,要求滲入于絲膠層中的堿劑量不能超出酶作用的最適pH值范圍。
酶脫膠是以蛋白酶的溶液進行脫膠。蛋白酶有堿性、中性、酸性三類,脫膠液應根據所選用蛋白酶的種類和性質,控制適當的用量和最佳的pH值。
精練是為了去除酶練時尚未脫除的絲膠及脂蠟、色素等其它吸附在織物上的雜質以達到徹底精練的目的。因此按照合成洗滌劑法精練的工藝條件處理即可,但精練劑的用量可適當減少,處理時間
(2)平幅連續精練
全機由進綢裝置、成環裝置、VBM精練槽、LT平洗槽、落布裝置等組成。織物經進布架由吸邊器擴幅并定位中心,然后導入預浸槽,織物預浸時,在高溫練液的作用下織物收縮,起到預縮的效果,再借超喂輥和進綢成環裝置使織物平幅進入精練槽。精練后的織物經過中心定位裝置,糾正織物可能在練槽中出現偏離中心的現象,然后通過二輥軋車去除織物上所帶的練液,再由張力調節裝置控制好織物的經向張力,直接進入水洗槽進行水洗,織物最后經出布裝置平幅落綢或卷取落綢。
平幅連續精練可用于各類真絲織物的精練,練白成品比掛練成品脫膠均勻,沒有灰傷、吊襻印等疵病。該機自動化程度較高,節省人力,降低勞動強度。但浴比過大,耗水、耗電、耗汽,精練成本較高。若操作不當,薄織物易飄浮,成環時會折疊或偏離中心,產生無法修復的皺印等。
(3)星形架精練
星形架精練桶主要由星形掛綢架和圓形練桶兩部分組成。精練時,需人工將坯綢單層地掛在可以旋轉的星形架的掛鉤上,然后用吊車吊入圓形練桶中精練。星形架精練用精練劑主要是肥皂、純堿、泡花堿、保險粉、表面活性劑等,用量與精練槽掛練相同。
星形架精練工藝流程為:生坯退卷→縫頭→手工掛綢→預處理→初練→熱水洗→復練→熱水洗→溫水洗→冷水出桶→整體脫鉤→軋水打卷。
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